JPS6057818A - レ−ザ−光用ビ−ムエクスパンダ - Google Patents
レ−ザ−光用ビ−ムエクスパンダInfo
- Publication number
- JPS6057818A JPS6057818A JP16511683A JP16511683A JPS6057818A JP S6057818 A JPS6057818 A JP S6057818A JP 16511683 A JP16511683 A JP 16511683A JP 16511683 A JP16511683 A JP 16511683A JP S6057818 A JPS6057818 A JP S6057818A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diameter
- laser
- point
- center
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0927—Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/0988—Diaphragms, spatial filters, masks for removing or filtering a part of the beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、レーザービームの直径を拡大するビームエキ
スパンダに関スル。
スパンダに関スル。
従来技術
単モードのレーザービームは、通常第１図に示す如く、
中心部より・周辺部に行くに従って光強度がガウス分布
に従って低下する。即ち、第１図において中心Ｏからの
距離をｒ１ビームの半径をｒ。
中心部より・周辺部に行くに従って光強度がガウス分布
に従って低下する。即ち、第１図において中心Ｏからの
距離をｒ１ビームの半径をｒ。
とすれば任意の位置の光強度Ｆ１（ト）は極座標で、と
なる。こ＼にＡ１は比例定数である。
なる。こ＼にＡ１は比例定数である。
このように、ビームの強度がガウス分布を示すと、使用
目的によっては不都合なことがある。例えば、ホログラ
フィ−技術を応用して、均一な回折効率を有する回折格
子を作る場合、レーザー光を均一な強度にして感光材料
に照射しなければならない。このように光強度分布がガ
ウス分布であるレーザービームを均一な゛光強度分布の
ビームにする必要がある場合には、従来はガウス分布と
反比例の関係にある透過率分布を有するフィルターを使
用して均一な強度分布のビームに補正していた。即ち、
前記（１）式で示される光強度分布を有するレーザービ
ームに対して で示される第２図に示すような透過率分布曲線を有する
フィルターを挿入することによって、均一な光強１度分
布が得られる。このフィルターはクロムを上記の透過率
分布になるようにガラスに蒸着したり、ある一定濃度の
色素を有する溶液を中央の厚いレンズ状の透明容器に入
れて作る等の方法があるが、いずれの方法もコストが高
くつく欠点がある。
目的によっては不都合なことがある。例えば、ホログラ
フィ−技術を応用して、均一な回折効率を有する回折格
子を作る場合、レーザー光を均一な強度にして感光材料
に照射しなければならない。このように光強度分布がガ
ウス分布であるレーザービームを均一な゛光強度分布の
ビームにする必要がある場合には、従来はガウス分布と
反比例の関係にある透過率分布を有するフィルターを使
用して均一な強度分布のビームに補正していた。即ち、
前記（１）式で示される光強度分布を有するレーザービ
ームに対して で示される第２図に示すような透過率分布曲線を有する
フィルターを挿入することによって、均一な光強１度分
布が得られる。このフィルターはクロムを上記の透過率
分布になるようにガラスに蒸着したり、ある一定濃度の
色素を有する溶液を中央の厚いレンズ状の透明容器に入
れて作る等の方法があるが、いずれの方法もコストが高
くつく欠点がある。
又、レーザービームには高周波成分が含まれており、光
強度分布は第３図■に示す如く、ガウス分布■に高周波
成分が重畳された曲線になる。
強度分布は第３図■に示す如く、ガウス分布■に高周波
成分が重畳された曲線になる。
レーザービームは必要によりビーム径を拡大して使用さ
れるが、そのためのビームエクス／くンダとしては、第
４図に示す如く、２枚の凸レンズ°１゜２を光軸を一致
させて配置し、一方のレンズ１にレーザービーム３を入
射させ、両しンズ１，２間でビームウェスト４を形成さ
呑た後、他方のレンズ２より、入射ビーム６よりも直径
の大きい平行ビーム５として出射させるようにした構成
のものが使用されている。その場合、ビームウェスト部
４にウェストの直径の２乃至３倍程度の口径のヒ。
れるが、そのためのビームエクス／くンダとしては、第
４図に示す如く、２枚の凸レンズ°１゜２を光軸を一致
させて配置し、一方のレンズ１にレーザービーム３を入
射させ、両しンズ１，２間でビームウェスト４を形成さ
呑た後、他方のレンズ２より、入射ビーム６よりも直径
の大きい平行ビーム５として出射させるようにした構成
のものが使用されている。その場合、ビームウェスト部
４にウェストの直径の２乃至３倍程度の口径のヒ。
ンホール６を配置すると、レンズ２からの出射ビーム５
は高周波成分がならされた第１図に示したようなガウス
分布の光強度分布を有するビームになる。しかし、これ
だけでは均一な光強度分布は得られないので前述の如く
ガウス分布と反比例の透過率分布を有する高価なフィル
ターを挿入する必要があった。
は高周波成分がならされた第１図に示したようなガウス
分布の光強度分布を有するビームになる。しかし、これ
だけでは均一な光強度分布は得られないので前述の如く
ガウス分布と反比例の透過率分布を有する高価なフィル
ターを挿入する必要があった。
目 的
この発明は、従来力レーザービームの光強度分布補正装
置の上述の問題点にかんがみ、」二連σ）従来公、知の
ビームエクスパンダを利用し、これＧこ簡単な部材を付
加するだけでレーザービームの光強度分布番補正するこ
とのできるビームウェストぐンダを提供することを目的
とする。
置の上述の問題点にかんがみ、」二連σ）従来公、知の
ビームエクスパンダを利用し、これＧこ簡単な部材を付
加するだけでレーザービームの光強度分布番補正するこ
とのできるビームウェストぐンダを提供することを目的
とする。
構成
この目的は、第５図に示す如く、先に第４図で説明シた
ピームエク゛スパンダの入射側凸レンズ１の入射側の光
路に中央部にビーム径に対して充分小さい直径を有する
光透過率の低い点７を設けた光透過性の板８を、その点
がレーザービーム６の中心にくる如く挿入することによ
り達成される。
ピームエク゛スパンダの入射側凸レンズ１の入射側の光
路に中央部にビーム径に対して充分小さい直径を有する
光透過率の低い点７を設けた光透過性の板８を、その点
がレーザービーム６の中心にくる如く挿入することによ
り達成される。
以下、本発明を、実施例を示す図面に基いて詳細に説明
する。
する。
第６図は発明゛明の実施例を示す図であり、レーザー１
０のレーザー光発射部にはビームエクスパンダの鏡５筒
１１が螺着され゛ている。鏡筒１１にはレーザー１０の
方から順に、半透明点７を有する透明フィルター８、凸
レンズ１、ピンホール６、凸レンズ２が配置されている
。凸レンズ１と２により、レーザー１０より発射された
レーザービーム３はレンズの間にビームウェスト４を形
成し、レンズ２より大きな直径の平行ビーム５となって
出射される。ピンホール６はビームウェスト４の位置に
設けられその直径はビームウェストの直径の２，３倍と
されている。透明板８はガラス板やアクリル板等の透過
性のよい板で作られ、ビーム径に対して充分小さい直径
の半透明又は不透明の点７が設けられ、その点がビーム
の中心に７くるように取付けられている。
０のレーザー光発射部にはビームエクスパンダの鏡５筒
１１が螺着され゛ている。鏡筒１１にはレーザー１０の
方から順に、半透明点７を有する透明フィルター８、凸
レンズ１、ピンホール６、凸レンズ２が配置されている
。凸レンズ１と２により、レーザー１０より発射された
レーザービーム３はレンズの間にビームウェスト４を形
成し、レンズ２より大きな直径の平行ビーム５となって
出射される。ピンホール６はビームウェスト４の位置に
設けられその直径はビームウェストの直径の２，３倍と
されている。透明板８はガラス板やアクリル板等の透過
性のよい板で作られ、ビーム径に対して充分小さい直径
の半透明又は不透明の点７が設けられ、その点がビーム
の中心に７くるように取付けられている。
この装置は以上の如く構成されているので、レーザー１
０から発射された第７図に（ａ）で示す如くガウス分布
の光強度分布を有するレーザービーム６は、透明板８の
半透明な点７により中央部をある程度遮次されて、第７
図に（ｂ）で示す如く、中央部が凹みその両側が鋭く突
出した光強度分布のビームになりレンズ１に入射する。
０から発射された第７図に（ａ）で示す如くガウス分布
の光強度分布を有するレーザービーム６は、透明板８の
半透明な点７により中央部をある程度遮次されて、第７
図に（ｂ）で示す如く、中央部が凹みその両側が鋭く突
出した光強度分布のビームになりレンズ１に入射する。
しかし、ビームウェスト４の部分に設けられたビンホー
ｉｖ ６の作用により、中央部の両側の突出部は高周波
成分と一緒にならされるが、中央の凹入部が大きいため
、ガウス分布曲線とはならず、第７図に（Ｃ）で示す如
く中心からある範囲かはソ一定の強度を有する高原状の
光強度分布を有するビームとなってレンズ２より出射さ
れる。
ｉｖ ６の作用により、中央部の両側の突出部は高周波
成分と一緒にならされるが、中央の凹入部が大きいため
、ガウス分布曲線とはならず、第７図に（Ｃ）で示す如
く中心からある範囲かはソ一定の強度を有する高原状の
光強度分布を有するビームとなってレンズ２より出射さ
れる。
この方法ではビームの断面の大部分を均一な光強度にす
ることはむつかしいが、実際に使用する範囲は容易に実
用上支障のない程度には！均一にすることができる。
ることはむつかしいが、実際に使用する範囲は容易に実
用上支障のない程度には！均一にすることができる。
透明板８に設ける半透明又は不透明な点は中央に１個だ
けとは限らず、第８図に例示する如く、レーザービーム
の直径に対して充分小さい点を数点設けてもよい。なお
、第８図の円はレーザービームの外周円を示す。その場
合は、レーザーより発射されたガウス修怖の光強度分布
を有するレーザービームは複数の半透明な点により第９
図の（ｂ）に示す如く中央部のある範囲が櫛形の強度分
布曲線となる。しかし、ビームウェスト部に設けられた
ピンホールによりならされると第９図の（Ｃ）に示す如
く半透明の点が１個だけの場合と概ね同様の高原状の光
強度分布が得られる。
けとは限らず、第８図に例示する如く、レーザービーム
の直径に対して充分小さい点を数点設けてもよい。なお
、第８図の円はレーザービームの外周円を示す。その場
合は、レーザーより発射されたガウス修怖の光強度分布
を有するレーザービームは複数の半透明な点により第９
図の（ｂ）に示す如く中央部のある範囲が櫛形の強度分
布曲線となる。しかし、ビームウェスト部に設けられた
ピンホールによりならされると第９図の（Ｃ）に示す如
く半透明の点が１個だけの場合と概ね同様の高原状の光
強度分布が得られる。
なお、半透明又は不透明点を有する透光性フィルター８
とピンホール乙には夫々ビームとの関係位置を調整でき
る微調整機構１２．１３（第６図参照）を設けるのが便
利である。
とピンホール乙には夫々ビームとの関係位置を調整でき
る微調整機構１２．１３（第６図参照）を設けるのが便
利である。
効 果
以上の如く、本発明によれば、簡Ｉｊ′Ｌな構成で安価
な装置で均一な光強度分布を有するレーザービームを得
ることができる。
な装置で均一な光強度分布を有するレーザービームを得
ることができる。
第１図は一般的なレーザービームの光強度分布の一例を
示す曲線図、第２図はこれを補正するフィルタの光透過
率分布の一例を示す曲線図、第３図はガウス分布に高周
波成分が重畳した光強度分布を示す曲線図、第４図は従
来のピンホールを有するレーザービームエクスパンダの
概略構成を示す縦断面図“、第５図は本発明によるレー
ザービームエクスパンダの概略構成を図式的に示す縦断
面図、第６図は本発明の実施例を示す縦断面図、第７図
は本発明のビームエクスパンダによるレーザービームの
光強度分布の変化の態様を説明する曲線図、第８図は本
発明のビームエクスパンダの透光性板の池の実施例を示
す正面図、第９図はその実施例によるレーザービームの
光強度分布の変化の態様を示す曲線図である。 １．２・・・凸レンズ ３・・・入射レーザービーム４
・・・ビームウェスト ５・・・出射レーザービーム６
・・・ピンホール ７・・・光透過率の低い点８・・・
光透過性板 １０・・・レーザー１２．１３・・・微調
整装置
示す曲線図、第２図はこれを補正するフィルタの光透過
率分布の一例を示す曲線図、第３図はガウス分布に高周
波成分が重畳した光強度分布を示す曲線図、第４図は従
来のピンホールを有するレーザービームエクスパンダの
概略構成を示す縦断面図“、第５図は本発明によるレー
ザービームエクスパンダの概略構成を図式的に示す縦断
面図、第６図は本発明の実施例を示す縦断面図、第７図
は本発明のビームエクスパンダによるレーザービームの
光強度分布の変化の態様を説明する曲線図、第８図は本
発明のビームエクスパンダの透光性板の池の実施例を示
す正面図、第９図はその実施例によるレーザービームの
光強度分布の変化の態様を示す曲線図である。 １．２・・・凸レンズ ３・・・入射レーザービーム４
・・・ビームウェスト ５・・・出射レーザービーム６
・・・ピンホール ７・・・光透過率の低い点８・・・
光透過性板 １０・・・レーザー１２．１３・・・微調
整装置
Claims (2)
- （１）２枚の凸レンズを同軸的に有し、平行レーザービ
ームを一方のレンズに入射させた場合上記面レンズ間に
ビームウェストを形成した後他方のレンズより入射レー
ザービームよりも直径の大きい平行ビームとして出射さ
れ、かつ上記のビームウェストに該ビームウェストより
大きな直径を有するピンホールを設けたビームエクスパ
ンダにおいて、上記２枚の凸レンズの入射側凸レンズの
入射側光路に中央部にビーム径に対して充分小さい直径
を有する光透過率の低い点を設けた光透過性の板を、そ
の点がレーザービームの中心に来る如く挿入したことを
特徴とするビームエクスパンダ。 - （２）上記の光透過率の低い点が上記の光透過性板の中
央部に複数個設けられていることを特徴とする特許請求
の範囲第１頂に記、Ｉ＆のビームエクスパンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16511683A JPS6057818A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | レ−ザ−光用ビ−ムエクスパンダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16511683A JPS6057818A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | レ−ザ−光用ビ−ムエクスパンダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057818A true JPS6057818A (ja) | 1985-04-03 |
Family
ID=15806211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16511683A Pending JPS6057818A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | レ−ザ−光用ビ−ムエクスパンダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057818A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4791001A (en) * | 1986-01-14 | 1988-12-13 | Kikkoman Corporation | Method for grinding soybeans and method for producing tofu |
| WO2008155224A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Illumination system |
| KR102532094B1 (ko) * | 2023-02-21 | 2023-05-12 | 주식회사 브이엘 | 이차전지 및 반도체 검사용 빔 익스팬더 |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP16511683A patent/JPS6057818A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4791001A (en) * | 1986-01-14 | 1988-12-13 | Kikkoman Corporation | Method for grinding soybeans and method for producing tofu |
| WO2008155224A1 (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Carl Zeiss Laser Optics Gmbh | Illumination system |
| KR102532094B1 (ko) * | 2023-02-21 | 2023-05-12 | 주식회사 브이엘 | 이차전지 및 반도체 검사용 빔 익스팬더 |
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